JPS6064491A - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１）（またはｎ　）　−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板
上に１）（またはｎ）−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ［（第１
クラ、ノド層と−１う）と、ノンドープまたはｐまたは
ｎ−活性層と、＋＋（またはｐ）−ＡｌｘＧａ１−ｚＡ
ｓＪｔｉｌ（第２クラ・ノド層とν）う）とを形成して
なるストライプ形の半導体レーザおよびその製造方法に
関する。

第１図は、従来例の半導体レーザの発光面方向から見た
構造断面図である。第１図にお（１て、符号１は１）（
またはｏ）−ＧａＡｓ基板、２はｐ（またはｎ）−Ａｌ
ｘＧａ１−ｘＡｓ層（第１クランド層とｙｓう）、３は
ノンドープまたは１】＊たはｎ−ＡｌｙＧａｌ−ｙＡｓ
層（活性層というただしｙ＜ｘ、　ｙ＜ｚ）、４は、ｎ
（またはｐ）−ＡｌｚＧａＩ−ｚＡｓ層（第２クラッド
層という）、（ｊは＋１＋（またはｐ＋）−ＧａＡｓ層
、（）は′ｌ゛１層、７はＡｕ層、８はＡ　ｕ　Ｃ；　
ｅ層である。このような半導体レーザでは、連続発振動
作時にはスペクトル的にシングルモードで発振するが高
速変調時のみならず慢義壊浦弁共−Ａレーザ先の戻り光
が変化する場合には前記シングルモードではレーザ発振
しない場合がある。これを解決するものとして従来から
例えば分布帰還型、分布反射型、５二重共振器型等の半
導体レーザが開発されている。しかしながら、これら従
来のものではいずれも構造が複雑であるために量産には
不向きであり、かつ製造コストも高くつという欠点があ
った。

本発明は、簡単な構造で量産に適し、製造コストを低減
しその上、縦モーＶの安定性を良くすることをＩＪ的と
する。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて、ｌ゛〔細
に説明する。この実施例はＡ＋ｉ折率導波型半導体レー
ザに適用して説明する。第２図はこの実施例の構造断面
図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を付す
。第２図において符号１はｐ（またはｎ）−ＧａＡｓ基
板、２はｐ（またはｎ）−ＡＩｘＧａ。

−ｘＡｓ層（第１２ランド層という）、３はノンドープ
またはｐまたはｎ−多重量子井戸型活性層である。

この活性層３は、ＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層とを交互
に積み重ねてなるものであり、多重量子井戸（ＭＱ　Ｗ
　）といわれている。４は１２クラッド層である。この
第２クラッド層４は該第２クラッド層４と同伝導型で１
１（またはｐ）　−Ａ　ｌｚ’　Ｇ１１ｌ−Ｚ’　Ａｓ
層４１と１１（またはｐ）−Ａｌｚ”Ｇａ、−ｚ”Ａｓ
Ｊ？’ｊ４２との間に１１（または！１）　−Ａ　ｌｙ
’　Ｇａ＋−ｙ’　ＡｓＷＩ４３　（ただし１　＜　ｚ
ｌ、　ｌ　＜　ｚｌ　ｌ、ｙ＜ｙ’、かつ前記活性層の
平均的なＡ１含有量よりも大となるＡ１含有量を有する
。

）を形成してなる。この直またはｐ）−Ａ　ｌｙ’　Ｇ
ａ１−ｙ’Ａｓ層４３は、光導波層であり、この光導波
ＩｖＪ４３は前記活性層３との間隔を互いに光学的に作
用しあうとともに前記先導波層４３が動作電流によリレ
ーザ発振を起こさない間隔に設定される。したがって、
この実施例によれば２つの光共振器３゜４コ（を有する
ことになる。両者３．４３はへきかい面が同一のため同
じ共振器長１５を有するが屈折率ｎＬｎ２が異なること
になる。ここで７アプリ・ペロー反射型半導体し−サの
縦モートに−ノいて説明する。縦モードとは波長よりも
非常に長い共振器長を有するレーザ発振器では異なる多
数の波長の波が共振可能になるが、このモードのことを
縦モードといい、軸モードともいう。したがって、縦モ
ードにおいては多数の波長の波が存在するがスペクトル
的にシングルモードとはこれらの波から１つだけの波が
選択されているモードである。

各波長の差（縦モード間隔）をΔ＾とすると、この縦モ
ード間隔は次式であられされることが知られている。

Δλ＝λ２Δｍ／２ｎＬ［１−（λ／　＋＋　）（ｄ＋
＋／　ｄ＾）］ここで、論は次数、１亀は屈折率、λは
波長である。

このように縦モード間隔があられされるので活性ＷＩ３
と光導波層４３とは屈折率が異なることから両者の縦モ
ード間隔は異なるが、両者が互いに范により他の近接し
た縦モードへ飛ぼうとしてち該縦モードでは先導波層４
３とは共振できないため該活性層３の縦モードはこの光
導波層４３のそれにロックされることになる。こうして
この実施例の半導体レーザでは縦モードの安定化か計れ
る。

第３図は他の実施例の構造断面図であり、第１図と対応
する部分には同一の符号を付す。この実施例において注
目すベトは第１クラ・ｉド層２が該ｉ１１’Ｇ１クラッ
ド層２と同伝導型でｐ（またはｎ）−Ａｌｘ’ＧａＩ−
ｘ’Ａｓｆｆ１２１と１）（またはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ
、−ｘ’’Ａｓ層２２と層間２１）（またはｎ）　−Ａ
　ｌｙ’　Ｇａ１−ｙ’　ＡＳ層２３（ただし　ｌ　＜
　ｘｌ、ｙｌ＜×ＩＩ、ｙ＜ｙ’、かつ前記活性層の平
均的なＡ１含有量よりも大となるＡ１含有量を有する。

）を形成して構成されていることともに、前記Ａｌｙ’
Ｇａ＋−ｙ’Ａｓ層２３（光導波層２３という）と１１
１１記活性層との間隔を互いに光学的に作用しあうとと
もに前記先導波層２３が動作電流によりレーザ発振を起
こさない間隔に設定されていることである。この実施例
の場合も上述と同様にして縦モードの安定化を計ること
ができる。

以上のように本発明によれば第１層クラット層を該第１
クラッド層と同伝導型で１】（または＋＋）−ｌ＼１×
゛（電ａ＋−Ｘ’ＡＳ層とｐ　’（また１土ｎ）−Ａｌ
ｘ”（壽ａ、−Ｘ＋１Ａｓ層との間に１）（またはｎ）
−Ａｌｙ’（’ｉａ、−ｙ’Ａｓ層（ただし　ｌ　＜　
Ｘ＋、ｙｌ　＜　ｘＩ　ｌ、ｙ＜ｙ’）を形成して構成
するかまたは前記第２クラッド層を該第２クラッド層と
同伝導型で１１（またはｐ）−Ａｌｚ’Ｇａ＋−ｚ’Ａ
ｓ層とｎ（または＋＋）−Ａｌｚ”Ｇａ、−ｚ”Ａｓ層
との間にｎ（または１１）−／＼ｌｙ’Ｇｎ、−ｙ’Ａ
ｓ層（ただし　ｌ　＜　ｚｌ、ｙ’＜ｚ゛、ｙ＜ｙ’）
を形成して構成し、＋ｉｉｊ記Ａｌｙ’Ｇａ、−ｙ’Ａ
ｓ層（先導波層という）と前記活性層との間隔を互いに
光学的に作用しあうとともに前記光導波Ｊτづが動作電
流によりレーザ発振を起こさない間隔に設定したので、
活性層が温度変化などにより池の縦モードへ飛ぼうとし
ても該縦モードでは光導波層とは共振できないため該活
性層の縦モードはこの先導波層のそれにロックされるこ
とになり、該縦モードの安定化が計れる。また。活性層
を多重量子井戸型にしたので、スレッシュホールド電流
密度を在来の活性層のそれに比較して１／３程度にまで
低下させることができ先導波層の発振条件との間で充分
な差を持たせることが可能となり、より高出力領域まで
安定した縦モード制御がで外る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構造断面図、第２図および第３図は本
発明の各実施例の構造断面図である。 １、、、ｐ（またはｎ）−ＧａＡｓ基板、２．、、ｐ（
またはｎ）　−ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ層（第１クラッド
層）、３゜７．ノンドープまたは１）（または１１）−
多重量子井戸型活性層、４．０．　ｎ（またはｐ）　−
Ａ　１ｚＧａ＋−ｚＡｓ）ｖＪ（第２クラッド層）、５
，０．ｎ”（またはｐ＋）−Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層、Ｇ、、
、Ｔｉ層、７０８．Ａｔ＋層、８．。 、ＡｕＧｅＩｒＪ、　２１　、　、　、　ｐ（またはｎ
）　−Ａ　ｌｘ’　Ｇａ１−ｘ’Ａｓ層、２２．、、ｐ
（またはｎ）−Ａｌｘ”Ｇａ＋−ｘ’’Ａｓ層、２３．
、．１１（または＋＋）−Ａｌｙ’Ｇａ１−ｙ’ＡＳ層
（光導波層）、４１．、、ｎ（またはｐ）−Ａｌｚ’Ｇ
ａ＋−ｚ’Ａｓ層、４２．、、ｎ（またはｐ）−Ａ　ｌ
ｚ”　Ｇａ＋−ｚ”Ａｓ層、４３．、、ｎ（または１１
）−／＼ｌｙ’（：ａｌ−１’’Ａｓ層（先導波ＷＪ） 出願人　ローム株式会社 代理人　弁理士　岡田和六

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐ（またはｎ）−ＧａＡｓ基板上にｐ（またはｎ
   ）　−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（第１クラッド層という
   ）と、ノンドープまたはｐまたはｎ−多重量子井戸型活
   性層と、ｎ（または＋１）　−Ａ　１ｚＧａ、−ｚＡｓ
   層（第２クラッド層という）とが形成されるストライプ
   形の半導体レー　ゝザにおいて、前記第１り一ラッド層
   を該第１クラッド層と同伝導型で１〕（またはｎ）　−
   Ａ　ｌｘ’　Ｇａ、−ｘ’　Ａｓ層と＋＋（またはｎ）
   −Ａｌｘ”Ｇａ１−ｘ”Ａｓ、１ｉｉ４との間に１）（
   またはｎ）−ＡｌｘＧａ１−ｙ’ＡｓＷｉ（ただし　ｌ
   　＜　Ｘｌ、ｙｌ　＜　ｘｌ　ｌ、かつ前記活性層の平
   均的なｌ＼１含有量よりも大となるＡ１含有量を有する
   。）を形成して構成するかまたは前記第２クラッド層を
   該第２クラッド層と同伝導型でＩＩ（またはｐ）　−Ａ
   　ｌｚ’Ｇａ、−ｚ’Ａｓ層とｏ（またはｐ）　Ａｌｚ
   ”Ｃｉａ、−ｚ”Ａｓ層との間に１１（またはｐ）−Ａ
   ｌｘＧａ１−ｙ’Ａｓ層（ただしＶ’＜Ｚ”ＳＶｌ　＜
   　ｚｌ　ｌ、ｙ＜ｙ”、かつＭｉｊ記活性層の平均的な
   Ａ１含有量よりも大となるＡ１含有ｈＸ、を有する。）
   を形成して構成し、前記Ａｌｙ’Ｇａ１−ｙ’ノ＼Ｓ層
   （光４波層という）と前記活性層との間隔を互いに光学
   的に作用しあうとともに前記光導波層が動作電流にょリ
   レーザ発振を起こさない間隔に設定してなる半導体レー
   ザ。 （２＞＋＋（またはｎ）−Ｇａ、Ａｓ基板上に１１（ま
   たはｎ　）　−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（ｐｔＳ１クラ
   ッドＲりという）と、ノンドープまたは１）または１１
   −多重量子井戸型活性層と、ｎ（または１ｌ）−１＼Ｉ
   　ｚ　Ｇ　ａ　、　−７，Ａ　３　Ｊｆ’（（第２クラ
   ッド層という）とを形成してリッツウェブガイド形の半
   導体レーザ゛を製造する方法において、前記第１Ｒ？Ｊ
   クラツド層をｐ（またはｎ）−ＡｌｘＧａ１導たはｎ）
   −Ａｌｘ”Ｇａ１−ｘ”Ａ！；層との間に１）（または
   １１ノーＡ　ｌ　ｙ　’　Ｃ：　ａ　１−　ｙ　’　Ａ
   　ｓ層（ただしｙ　’　＜　）：　’、　ｌ　＜　Ｘｌ
   　ｌ、ｙ＜　ｙｌかっ前記活性層の平均的なＡ１含有量
   よりも大となるＡ１含有量を有する。ンを形成して構成
   するかまたは前記第２クラッド層を１１（または＋＋）
   ／＼ｌｚ’　Ｇａ＋−ｚ’　Ａｓ層と１１（または１＋
   ）−Ａｌｚ”（ｉａ、−７”Ａｓ層との間１：　ｎ　（
   または１１）　Ａｌｙ’（ｔａｌ−ｙ’ＡｓＪＩＮただ
   し　ｌ　＜　ｚ　ｌ、　）　＜　ｚ　Ｉ　ｌ、ｙ＜ｙｌ
   、かつ前記活性層の平均的なＡＩ含有量よりも大となる
   Ａ１含有量を有−ｉ７．。）を形成して構成し、前記Ａ
   ｌｙ’Ｇａ＋−ｙ’Ａｓ層（光導波層という）と前記活
   性層との間隔を互（・に光学的に作用しあうとともに前
   記先導波層が動作電流によりレーザ発振を起こさな１１
   間隔に設定することにより半導体レーザを製造する方法
   。